支架植入术是治疗症状性冠状动脉疾病最有效的手段。然而常用的两种支架裸金属支架(BMS)和药物洗脱支架(DES)的临床表现不甚理想。目前有很多不同的方法已被应用于开发新型的冠状支架,以防止血栓形成和降低再狭窄。具有生物相容性的人造涂层材为支架提供了与血管壁和循环血液接触过程中的生物惰性环境,这样有可能减少潜在的血栓和炎症反应,从而防止晚期支架血栓(LST)。
“正常构象”假说,提出两性离子结构可以维持生物大分子的构象正常,在材料表面能够提高材料生物相容性。现在越来越多的研究表明两性离子聚合物可以用来设计以模仿磷脂酰胆碱,磷脂酰胆碱在细胞膜内含量很丰富。磷脂酰胆碱能够长期稳定而且有效地抗血栓形成,满足生物医学应用需求。
本实验针对冠脉支架的涂层进行改进,通过原子转移自由基聚合(ATRP)法对支架进行表面化学修饰,将具有良好生物相容性的两性离子结构构建到以镍-钛合金为基材的冠脉支架的表面,再通过体外血液实验以及动物实验,对此类新型冠脉支架的安全性和有效性做出系统的生物医学评估。
心血管疾病(CVD)是指影响心脏或血管的疾病,包括冠状动脉疾病、心肌病,高血压等。根据2019年美国心脏协会(AHA)期刊《Circulation》上发表的《心脏病和卒中统计数据》报告,2016年,48%的美国成年人患有多种心血管疾病[1]。心血管疾病仍然是美国的头号致死病因,其次才是癌症。面对严重的死亡威胁,各种各样的心血管医物应运而生,而且已成为预防、诊断和治疗心血管疾病有效且重要的手段。
随着人们生活水平的提高及饮食结构的改变,患有心血管疾病的风险也随之加大。冠心病是一类严重的心血管疾病。冠心病全称是冠状动脉性心脏病,是一种最常见的心脏病,是指由于冠状动脉狭窄、供血不足引起的心肌机能障碍或者是器质性病变,所以又称缺血性心肌病。目前,冠心病已成为威胁人类健康的头号杀手。冠心病占疾病死亡原因已超过50%。对冠心病的治疗从过去复杂的外科手术,到现在的风险极低的常规微创手术,包括冠脉内球囊成形术以及冠状动脉支架植入术。
冠心病是一类严重的心血管疾病。冠心病全称是冠状动脉性心脏病,是一种最常见的心脏病,是指由于冠状动脉狭窄、供血不足引起的心肌机能障碍或者是器质性病变,所以又称缺血性心肌病。目前,冠心病已成为威胁人类健康的头号杀手。冠心病占疾病死亡原因已超过50%。对冠心病的治疗从过去复杂的外科手术,到现在的风险极低的常规微创手术,包括冠脉内球囊成形术以及冠状动脉支架植入术。冠状动脉支架通过输送系统,进入病变处,在管腔球囊扩张成形的基础上,将病变处的血管扩展,达到支撑狭窄闭塞段血管,改善冠状动脉血流量,减少血管弹性回缩,保持管腔血流通畅缓解心肌缺血的目的。目前支架存在的问题是凝血、植入后再狭窄等。
血管支架是指在管腔球囊扩张成形的基础上,在病变段置入内支架以达到支撑狭窄闭塞段血管,减少血管弹性回缩及再塑形,保持管腔血流通畅的目的。按照应用部位,分为冠脉支架、脑血管支架、肾动脉支架、大动脉支架等。血管支架按照在血管内展开的方式分可分为自展式和球囊扩张式两种。前者如Z型支架及网眼状的支架等,其可在血管内自行扩张。后者自身无弹性,依靠球囊扩张到一定径值而贴附于血管内。血管支架按照表面处理情况分可分为裸露型、涂层型和覆膜型。裸露型表面仅作抛光处理;涂层型在金属表面涂以肝素、氧化钛等物质;覆膜型即在金属支架外表覆以可降解或不可降解的聚合物薄膜。血管支架依照材质分为金属钽、医用不锈钢及镍钛合金等。图 3-6是支架的构造及其植入方式的示意图。血管支架依附在在球囊的表面,经过一种特殊的导管被运送至血管中发生病变的地方,利用球囊的压力将血管支架支撑起来,然后血管支架发挥其力学作用将血管壁支撑起来,保证血液的流通,最后将球囊导管移除,手术完成。
(1) 熟悉实验环境:进行实验场景漫游,熟悉实验环境,有系统漫游及自主漫游两种方式,默认为自主漫游,可在漫游方式进行切换。
(2) 物理清洗:使用丙酮、乙醇、超声清洗,各洗涤3次,除去支架表面的尘土,可溶有机物等。
(3) 化学清洗:使用食人鱼洗液浸洗30分钟,注意:食人鱼洗液为高危试剂,请注意安全。
(4) 多巴胺活化:将支架多巴胺-tris-盐酸溶液常温下反应24h,清洗后在60摄氏度下真空干燥12h。
(5) 溴化:在氩气保护装置下与BIBB在冰水浴中反应24h
(6) 除氧1:利用双排管装置中进行冷冻解冻脱气除氧,为添加物料做无氧环境准备。
(7) 加料:按照给定质量比及溶液的浓度等信息,计算所需加入的溶液体积,使用注射器往史莱克管中分别加入一定的DMAPS, 溴化亚铜、溴化铜、PMDTETA溶液,如下图所示:
(8) 除氧2:利用双排管装置进行除氧操作,打造无氧环境,为化学表面修饰做准备。
(9) ATRP:在恒温水浴锅中,设定温度为50℃,自行设置反应时间,进行ATRP修饰,系统根据设定条件评估接枝率效果,给学生反馈评估结果,若接枝率较差可能需要重新进行实验。
(10) 清洗:修饰完毕以后,使用乙醇、三蒸水各洗涤三次,真空干燥后得到改性后的支架。
(11) 物化性能表征
表面形貌观察(SEM):取改性后的支架喷金后进行扫描电镜,并分析测试结果,谱图及测试结果将会保存至实验报告中
ATR-FTIR:取改性后的支架进行全反射红外光谱测试,分析测试结果。
X射线光电子能谱 (XPS):进行xps检测,所得数据生成图谱,进行图谱分析。